單元4-光纖熔接工程技術(shù)

1、光纖熔接技術(shù) 內(nèi)容概要：內(nèi)容概要： 11.1 11.1 光纖概述；光纖概述； 11.2 11.2 光纖傳輸特點(diǎn)；光纖傳輸特點(diǎn)； 11.3 11.3 光纖傳輸原理和工作過程光纖傳輸原理和工作過程 11.4 11.4 光纖熔接工程技術(shù)光纖熔接工程技術(shù) 11.5 11.5 光纖熔接工程技術(shù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目光纖熔接工程技術(shù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 2010 2010年全國職業(yè)院校技能大賽中職組年全國職業(yè)院校技能大賽中職組網(wǎng)絡(luò)綜合布線技術(shù)網(wǎng)絡(luò)綜合布線技術(shù)競賽分析競賽分析 通過對本章節(jié)的學(xué)習(xí)，熟練掌握光纖熔接技術(shù)。通過對本章節(jié)的學(xué)習(xí)，熟練掌握光纖熔接技術(shù)。 學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.1.了解光纖及光纖傳輸特點(diǎn)了解光纖及光纖傳輸特

2、點(diǎn) 2.2.掌握光纖傳輸原理；掌握光纖傳輸原理； 3.3.掌握光纖熔接技術(shù)。掌握光纖熔接技術(shù)。 光纖熔接工程技術(shù)光纖熔接工程技術(shù) 光纖概述光纖概述 1 .1 .光纖的概念光纖的概念 光纖是一種將信息從一端傳送到另一端的媒介。是一條玻璃或塑膠纖維作為讓信息通光纖是一種將信息從一端傳送到另一端的媒介。是一條玻璃或塑膠纖維作為讓信息通 過的傳輸媒介。光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。在過的傳輸媒介。光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。在 多模光纖中，芯的直徑是多模光纖中，芯的直徑是15m50m15m50m， 大致與人的頭發(fā)的粗細(xì)相當(dāng)。而單模光纖芯

3、的直大致與人的頭發(fā)的粗細(xì)相當(dāng)。而單模光纖芯的直 徑為徑為8m10m8m10m。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套，。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套， 以使光纖保持在芯內(nèi)。以使光纖保持在芯內(nèi)。 再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護(hù)封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護(hù)封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。 2. 2. 光纖與光纜的區(qū)別光纖與光纜的區(qū)別 通常光纖與光纜兩個名詞會被混淆，光纖在實(shí)際使用前外部由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，包通常光纖與光纜兩個名詞會被混淆，光纖在實(shí)際使用前外部由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，包 覆后的纜線即被稱為光纜。外層的保護(hù)結(jié)構(gòu)可防止糟

4、糕環(huán)境對光纖的傷害，如水、火、電覆后的纜線即被稱為光纜。外層的保護(hù)結(jié)構(gòu)可防止糟糕環(huán)境對光纖的傷害，如水、火、電 擊等。光纜包括：光纖、緩沖層及披覆。擊等。光纜包括：光纖、緩沖層及披覆。 3 3 光纖的傳輸特點(diǎn)光纖的傳輸特點(diǎn) 由于光纖是一種傳輸媒介由于光纖是一種傳輸媒介, ,它可以像一般銅纜線它可以像一般銅纜線, ,傳送電話通話或電腦數(shù)據(jù)等資料傳送電話通話或電腦數(shù)據(jù)等資料, ,所不同所不同 的是的是, ,光纖傳送的是光信號而非電信號，光纖傳送的是光信號而非電信號，光纖傳輸具有同軸電纜無法比擬的優(yōu)點(diǎn)而成為遠(yuǎn)距光纖傳輸具有同軸電纜無法比擬的優(yōu)點(diǎn)而成為遠(yuǎn)距 離信息傳輸?shù)氖走x設(shè)備。離信息傳輸?shù)氖走x設(shè)備。

5、因此因此, ,光纖具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。光纖具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 （1 1）傳輸損耗低）傳輸損耗低 損耗是傳輸介質(zhì)的重要特性，它只決定了傳輸信號所需中繼的距離。損耗是傳輸介質(zhì)的重要特性，它只決定了傳輸信號所需中繼的距離。 （2 2）傳輸頻帶寬）傳輸頻帶寬 光纖的頻寬可達(dá)光纖的頻寬可達(dá)1GHz1GHz以上。以上。 （3 3）抗干擾性強(qiáng)）抗干擾性強(qiáng) 光纖傳輸中的載波是光波，它是頻率極高的電磁波，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般電光纖傳輸中的載波是光波，它是頻率極高的電磁波，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般電 波通訊所使用的頻率，所以不受干擾，尤其是強(qiáng)電干擾。波通訊所使用的頻率，所以不受干擾，尤其是強(qiáng)電干擾。 （4 4）安全性能高）安全性能

6、高 光纖采用的玻璃材質(zhì)，不導(dǎo)電，防雷擊；光纖無法像電纜一樣進(jìn)行竊光纖采用的玻璃材質(zhì)，不導(dǎo)電，防雷擊；光纖無法像電纜一樣進(jìn)行竊 聽，一旦光纜遭到破壞馬上就會發(fā)現(xiàn)，因此安全性更強(qiáng)。聽，一旦光纜遭到破壞馬上就會發(fā)現(xiàn)，因此安全性更強(qiáng)。 （5 5）重量輕，機(jī)械性能好）重量輕，機(jī)械性能好 光纖細(xì)小如絲，重量相當(dāng)輕，即使是多芯光纜，重量也不會光纖細(xì)小如絲，重量相當(dāng)輕，即使是多芯光纜，重量也不會 因?yàn)樾緮?shù)增加而成倍增長，而電纜的重量一般都與外徑成正比。因?yàn)樾緮?shù)增加而成倍增長，而電纜的重量一般都與外徑成正比。 （6 6）光纖傳輸壽命長，普通視頻線纜最多）光纖傳輸壽命長，普通視頻線纜最多10-1510-15年，光

7、纜的使用壽命長達(dá)年，光纜的使用壽命長達(dá)30-5030-50年。年。 光纖的傳輸原理和工作過程光纖的傳輸原理和工作過程 1 .1 .光纖傳輸原理光纖傳輸原理 光波在光纖中的傳播過程利用光的折射和反射的原理來進(jìn)行的，一般來說，光纖芯子的光波在光纖中的傳播過程利用光的折射和反射的原理來進(jìn)行的，一般來說，光纖芯子的 直徑要比傳播光的波長高幾十倍以上，因此利用幾何光學(xué)的方法定性分析是足夠的，而且對直徑要比傳播光的波長高幾十倍以上，因此利用幾何光學(xué)的方法定性分析是足夠的，而且對 問題的理解也很簡明、直觀。問題的理解也很簡明、直觀。 當(dāng)一束光纖投射到兩個不同折射率的介質(zhì)交界面上時，發(fā)生折射和反射現(xiàn)象。對于多

8、層當(dāng)一束光纖投射到兩個不同折射率的介質(zhì)交界面上時，發(fā)生折射和反射現(xiàn)象。對于多層 介質(zhì)形成的一系列界面，若折射率介質(zhì)形成的一系列界面，若折射率n1n1n2n2n3n3nmnm，則入射光線在每個界面的入射角逐漸，則入射光線在每個界面的入射角逐漸 加大，直到形成全反射。由于折射率的變化，入射光線受到偏轉(zhuǎn)的作用，傳播方向改變。加大，直到形成全反射。由于折射率的變化，入射光線受到偏轉(zhuǎn)的作用，傳播方向改變。 光纖由芯子、包層和套層組成。套層的作用是保護(hù)光纖，對光的傳播沒有什么作用。芯光纖由芯子、包層和套層組成。套層的作用是保護(hù)光纖，對光的傳播沒有什么作用。芯 子和包層的折射率不同，豈折射率的分布主要有兩種

9、形式：連續(xù)分布型（又稱梯度分布型）子和包層的折射率不同，豈折射率的分布主要有兩種形式：連續(xù)分布型（又稱梯度分布型） 和間斷分布型（又稱階躍分布型）。和間斷分布型（又稱階躍分布型）。 2.2.光纖傳輸過程光纖傳輸過程 首先由發(fā)光二極管首先由發(fā)光二極管LEDLED或注入型激光二極管或注入型激光二極管ILDILD發(fā)出光信號沿光媒體傳播，在另一端則有發(fā)出光信號沿光媒體傳播，在另一端則有PINPIN 或或APDAPD光電二極管作為檢波器接收信號。對光載波的調(diào)制為移幅鍵控法，又稱亮度調(diào)制（光電二極管作為檢波器接收信號。對光載波的調(diào)制為移幅鍵控法，又稱亮度調(diào)制（ Intensity ModulationIn

10、tensity Modulation）。）。 典型的做法是在給定的頻率下，以光的出現(xiàn)和消失來表示兩個二進(jìn)制數(shù)字。發(fā)光二極管典型的做法是在給定的頻率下，以光的出現(xiàn)和消失來表示兩個二進(jìn)制數(shù)字。發(fā)光二極管LEDLED 和注入型激光二極管和注入型激光二極管ILDILD的信號都可以用這種方法調(diào)制，的信號都可以用這種方法調(diào)制，PINPIN和和ILDILD檢波器直接響應(yīng)亮度調(diào)制。功檢波器直接響應(yīng)亮度調(diào)制。功 率放大率放大將光放大器置于光發(fā)送端之前，以提高入纖的光功率。使整個線路系統(tǒng)的光功率得將光放大器置于光發(fā)送端之前，以提高入纖的光功率。使整個線路系統(tǒng)的光功率得 到提高。在線中繼放大到提高。在線中繼放大建筑

11、群較大或樓間距離較遠(yuǎn)時，可起中繼放大作用，提高光功率。建筑群較大或樓間距離較遠(yuǎn)時，可起中繼放大作用，提高光功率。 前置放大前置放大在接收端的光電檢測器之后將微信號進(jìn)行放大，以提高接收能力。在接收端的光電檢測器之后將微信號進(jìn)行放大，以提高接收能力。 光纖熔接工程技術(shù)光纖熔接工程技術(shù) 1.1.光纖熔接技術(shù)原理光纖熔接技術(shù)原理 光纖連接采用熔接方式。熔接是通過將光纖的端面熔化后將兩根光纖連接到一起的，光纖連接采用熔接方式。熔接是通過將光纖的端面熔化后將兩根光纖連接到一起的， 這個過程與金屬線焊接類似，通常要用電弧來完成，如下圖所示。這個過程與金屬線焊接類似，通常要用電弧來完成，如下圖所示。 光纖熔接

12、示意圖光纖熔接示意圖 2.2.光纖熔接的過程和步驟光纖熔接的過程和步驟 光纖穿熱縮管護(hù)套光纖穿熱縮管護(hù)套 （1 1）開剝光纜，并將光纜固定到接續(xù)盒內(nèi)。）開剝光纜，并將光纜固定到接續(xù)盒內(nèi)。 在開剝光纜之前應(yīng)去除施工時受損變形的部分，在開剝光纜之前應(yīng)去除施工時受損變形的部分， 使用專用開剝工具，將光纜外護(hù)套開剝長使用專用開剝工具，將光纜外護(hù)套開剝長 度度1m1m左右，如遇凱裝光纜時，用老虎鉗將鎧裝光纜護(hù)套里護(hù)纜鋼絲夾住，利用鋼絲線纜外護(hù)套左右，如遇凱裝光纜時，用老虎鉗將鎧裝光纜護(hù)套里護(hù)纜鋼絲夾住，利用鋼絲線纜外護(hù)套 開剝，并將光纜固定到接續(xù)盒內(nèi)，用衛(wèi)生紙將油膏擦拭干凈后，穿入接續(xù)盒。固定鋼絲時一定

13、開剝，并將光纜固定到接續(xù)盒內(nèi)，用衛(wèi)生紙將油膏擦拭干凈后，穿入接續(xù)盒。固定鋼絲時一定 要壓緊，不能有松動。否則，有可能造成光纜打滾折斷纖芯。要壓緊，不能有松動。否則，有可能造成光纜打滾折斷纖芯。 （2 2）分纖：）分纖： 將光纖分別穿過熱縮管。將不同束管，不同顏色的光纖分將光纖分別穿過熱縮管。將不同束管，不同顏色的光纖分 開，穿過熱縮管。剝?nèi)ネ扛矊拥墓饫w很脆弱，使用熱縮管，開，穿過熱縮管。剝?nèi)ネ扛矊拥墓饫w很脆弱，使用熱縮管， 可以保護(hù)光纖熔接頭。如圖所示可以保護(hù)光纖熔接頭。如圖所示 （3 3）準(zhǔn)備熔接機(jī)）準(zhǔn)備熔接機(jī) 打開熔接機(jī)電源，采用預(yù)置的程式進(jìn)行熔接，并在使用中和使用后及時去除熔接機(jī)中的打開

14、熔接機(jī)電源，采用預(yù)置的程式進(jìn)行熔接，并在使用中和使用后及時去除熔接機(jī)中的 灰塵，特別是夾具，各鏡面和灰塵，特別是夾具，各鏡面和V V型槽內(nèi)的粉塵和光纖碎未。型槽內(nèi)的粉塵和光纖碎未。 （4 4）制做對接光纖端面。）制做對接光纖端面。 光纖端面制作的好壞將直接影響光纖對接后傳輸質(zhì)量，所以在熔接前一定要做好被要熔光纖端面制作的好壞將直接影響光纖對接后傳輸質(zhì)量，所以在熔接前一定要做好被要熔 接光纖的端面。首先用光纖熔接機(jī)配置的光纖專用剝線鉗剝?nèi)ス饫w纖芯上的涂覆層，再用接光纖的端面。首先用光纖熔接機(jī)配置的光纖專用剝線鉗剝?nèi)ス饫w纖芯上的涂覆層，再用 沾酒精的清潔棉在裸纖上擦拭幾次，用力要適度，如圖沾酒精的

15、清潔棉在裸纖上擦拭幾次，用力要適度，如圖1 1，然后用精密光纖切割刀切割光纖，然后用精密光纖切割刀切割光纖 ，切割長度一般為，切割長度一般為10mm15mm10mm15mm。如圖。如圖2 2。 圖圖 1 1 用剝線鉗去除纖芯涂覆層用剝線鉗去除纖芯涂覆層 圖圖 2 2 用光纖切割刀切割光纖用光纖切割刀切割光纖 2.2.光纖熔接的過程和步驟光纖熔接的過程和步驟 （5 5）放置光纖。）放置光纖。 將光纖放在熔接機(jī)的將光纖放在熔接機(jī)的V V形槽中，小心壓上光纖壓板和光纖夾具，要根據(jù)光纖切割長度設(shè)置形槽中，小心壓上光纖壓板和光纖夾具，要根據(jù)光纖切割長度設(shè)置 光纖在壓板中的位置，一般將對接的光纖的切割面基

16、本都靠近電極尖端位置。關(guān)上防風(fēng)罩，光纖在壓板中的位置，一般將對接的光纖的切割面基本都靠近電極尖端位置。關(guān)上防風(fēng)罩， 按按“SET”SET”鍵即可自動完成熔接。鍵即可自動完成熔接。 （6 6）移出光纖用加熱爐加熱熱縮管。）移出光纖用加熱爐加熱熱縮管。 打開防風(fēng)罩，把光纖從熔接機(jī)上取出，再將熱縮管放在裸纖中間，在放到加熱爐中加熱。打開防風(fēng)罩，把光纖從熔接機(jī)上取出，再將熱縮管放在裸纖中間，在放到加熱爐中加熱。 加熱器可使用加熱器可使用20mm20mm微型熱縮套管和微型熱縮套管和40mm40mm及及60mm60mm一般熱縮套管，一般熱縮套管，20mm20mm熱縮管需熱縮管需4040秒，秒，60mm60

17、mm熱縮熱縮 管為管為8585秒。如圖秒。如圖2 2。 圖圖 1 1 熔接光纖放置光纖熔接光纖放置光纖 圖圖 2 2 用加熱爐加熱熱縮管用加熱爐加熱熱縮管 2.2.光纖熔接的過程和步驟光纖熔接的過程和步驟 （7 7）盤纖固定。）盤纖固定。 將接續(xù)好的光纖盤到光纖收容盤內(nèi)，在盤纖時，盤圈的半徑越大，弧度越大，整個線將接續(xù)好的光纖盤到光纖收容盤內(nèi)，在盤纖時，盤圈的半徑越大，弧度越大，整個線 路的損耗越小。所以一定要保持一定的半徑，使激光在光纖傳輸時，避免產(chǎn)生一些不必路的損耗越小。所以一定要保持一定的半徑，使激光在光纖傳輸時，避免產(chǎn)生一些不必 要的損耗。要的損耗。 （8 8）密封和掛起。）密封和掛起

18、。 如果野外熔接時，接續(xù)盒一定要密封好，防止進(jìn)水。熔接盒進(jìn)水后，由于光纖及光纖如果野外熔接時，接續(xù)盒一定要密封好，防止進(jìn)水。熔接盒進(jìn)水后，由于光纖及光纖 熔接點(diǎn)長期浸泡在水中，可能會先出現(xiàn)部分光纖衰減增加。最好將接續(xù)盒做好防水措施熔接點(diǎn)長期浸泡在水中，可能會先出現(xiàn)部分光纖衰減增加。最好將接續(xù)盒做好防水措施 并用掛鉤并掛在吊線上。至此，光纖熔接完成。并用掛鉤并掛在吊線上。至此，光纖熔接完成。 2.2.光纖熔接的過程和步驟光纖熔接的過程和步驟 3. 3. 光纜接續(xù)質(zhì)量檢查光纜接續(xù)質(zhì)量檢查 在熔接的整個過程中，保證光纖的熔接質(zhì)量、減小因盤纖帶來的附加損耗和封盒可能對光在熔接的整個過程中，保證光纖的熔

19、接質(zhì)量、減小因盤纖帶來的附加損耗和封盒可能對光 纖造成的損害，決不能僅憑肉眼進(jìn)行判斷好壞：纖造成的損害，決不能僅憑肉眼進(jìn)行判斷好壞： 1 1）熔接過程中對每一芯光纖進(jìn)行實(shí)時跟蹤監(jiān)測，檢查每一個熔接點(diǎn)的質(zhì)量；）熔接過程中對每一芯光纖進(jìn)行實(shí)時跟蹤監(jiān)測，檢查每一個熔接點(diǎn)的質(zhì)量； 2 2）每次盤纖后，對所盤光纖進(jìn)行例檢，以確定盤纖帶來的附加損耗；）每次盤纖后，對所盤光纖進(jìn)行例檢，以確定盤纖帶來的附加損耗； 3 3）封接續(xù)盒前對所有光纖進(jìn)行統(tǒng)一測定，查明有無漏測和光纖預(yù)留空間對光纖及接頭有無）封接續(xù)盒前對所有光纖進(jìn)行統(tǒng)一測定，查明有無漏測和光纖預(yù)留空間對光纖及接頭有無 擠壓；擠壓； 4 4）封盒后，對所

20、有光纖進(jìn)行最后監(jiān)測，以檢查封盒是否對光纖有損害。）封盒后，對所有光纖進(jìn)行最后監(jiān)測，以檢查封盒是否對光纖有損害。 4.4.影響光纖熔接損耗的主要因素影響光纖熔接損耗的主要因素 影響光纖熔接損耗的因素較多，大體可分為光纖本征因素和非本征因素兩類。影響光纖熔接損耗的因素較多，大體可分為光纖本征因素和非本征因素兩類。 光纖本征因素是指光纖自身因素，主要有四點(diǎn)：光纖本征因素是指光纖自身因素，主要有四點(diǎn)： 1 1）光纖模場直徑不一致；）光纖模場直徑不一致； 2 2）兩根光纖芯徑失配；）兩根光纖芯徑失配； 3 3）纖芯截面不圓；）纖芯截面不圓； 4 4）纖芯與包層同心度不佳。）纖芯與包層同心度不佳。 影響光

21、纖接續(xù)損耗的非本征因素即接續(xù)技術(shù)。影響光纖接續(xù)損耗的非本征因素即接續(xù)技術(shù)。 1 1）軸心錯位：單模光纖纖芯很細(xì)，兩根對接光纖軸心錯位會影響接續(xù)損耗。）軸心錯位：單模光纖纖芯很細(xì)，兩根對接光纖軸心錯位會影響接續(xù)損耗。 2 2）軸心傾斜：當(dāng)光纖斷面傾斜）軸心傾斜：當(dāng)光纖斷面傾斜1 1時，約產(chǎn)生時，約產(chǎn)生0.6dB0.6dB的接續(xù)損耗，如果要求接續(xù)損耗的接續(xù)損耗，如果要求接續(xù)損耗 0.1dB0.1dB，則單模光纖的傾角應(yīng)為，則單模光纖的傾角應(yīng)為0.30.3。 3 3）端面分離：活動連接器的連接不好，很容易產(chǎn)生端面分離，造成連接損耗較大。）端面分離：活動連接器的連接不好，很容易產(chǎn)生端面分離，造成連接損

22、耗較大。 4 4）端面質(zhì)量：光纖端面的平整度差時也會產(chǎn)生損耗，甚至氣泡。）端面質(zhì)量：光纖端面的平整度差時也會產(chǎn)生損耗，甚至氣泡。 5 5）接續(xù)點(diǎn)附近光纖物理變形：光纜在架設(shè)過程中的拉伸變形，接續(xù)盒中夾固光纜壓力太大）接續(xù)點(diǎn)附近光纖物理變形：光纜在架設(shè)過程中的拉伸變形，接續(xù)盒中夾固光纜壓力太大 等，都會對接續(xù)損耗有影響，甚至熔接幾次都不能改善。等，都會對接續(xù)損耗有影響，甚至熔接幾次都不能改善。 其他因素的影響。其他因素的影響。 接續(xù)人員操作水平、操作步驟、盤纖工藝水平、熔接機(jī)中電極清潔程度、熔接參數(shù)設(shè)置、接續(xù)人員操作水平、操作步驟、盤纖工藝水平、熔接機(jī)中電極清潔程度、熔接參數(shù)設(shè)置、 工作環(huán)境清潔程度等均會影響到熔接損耗的值。工作環(huán)境清潔程度等均會影響到熔接損耗的值。 光纖熔接工程技術(shù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目光纖熔接工程技術(shù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一 光纖熔接光纖熔接 【實(shí)訓(xùn)要求實(shí)訓(xùn)要求】 1 1）完成光纜的兩端剝線。不允許損傷光纜光芯，而且長度合適）完成光纜的兩端剝線。不允許損傷光纜光芯，而且長度合適